DE2652701B2

DE2652701B2 - Gerät zur Erzeugung von elektrischen Signalen aus Informationsaufzeichnungen

Info

Publication number: DE2652701B2
Application number: DE2652701A
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Kawasaki Kanagawa Ito; Norio Iwasaki; Ikuya Narashino Chiba Koike; Toshio Tokyo Satoh
Original assignee: Fuji Telecasting Co Ltd
Current assignee: Fuji Telecasting Co Ltd
Priority date: 1975-11-19
Filing date: 1976-11-19
Publication date: 1981-05-14
Also published as: DE2652701A1; JPS52104901A; NL168641B; GB1570593A; JPS5953612B2; NL7612880A; JPS5518970B2; US4216357A; JPS5262403A; NL168641C; DE2652701C3

Description

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Die Erfindung betrifft ein Gerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein Gerät dieser Art ist beispielsweise aus der US-PS 31 38 669 bekannt, welches mit einem oszillierenden Strahl die Informationsspur abtastet Dabei wird der Lichtstrahl selbst als Hilfstriggereinrichtung verwendet Er kann der Aufzeichnungsrille folgen, während er mit dem Informationsgehalt der Rille moduliert wird. Bei dem bekannten Gerät ist es nötig, den Abtastlichtstrahl je nach Breite der Informationsrille unregelmäßig abzulenken, und da der Abtastvorgang gewöhnlich Frequenzen von einigen 10 kHz erfordert, kann dafür nur eine Kathodenstrahlröhre als Lichtquelle benutzt werden. Ein gewöhnliches Ablenkelement ist wegen seiner Trägheit hier unbrauchbar; wenn der Lichtfleck auf einen ebenen Bereich jenseits des Randes der Informationsspur trifft, wird sein reflektierter Teil von einem Photovervielfacher aufgefangen, um impulsförmige Signale zu erzeugen, die dann dazu verwendet werden, den Informationsgehalt der Rille zu lesen und auch die Ablenkrichtung des Lichtstrahls nach Erreichen des Rillenrandes umzukehren. Der Einsatz einer Kathodenstrahlröhre ist jedoch wegen ihrer relativ großen Baumaße und der erforderlich hohen Spannung, die auch für den Photovervielfacher benötigt wird, unerwünscht Hinzu treten weitere, mit dem Einsatz einer Kathodenstrahlröhre als Lichtquelle zusammenhängende Nachteile auf, denn notwendigerweise ist die Leuchtdichte des von der Kathodenstrahlröhre ausgesandten Lichtstrahls gering. Dies hängt damit zusammen, daß der das Licht aussendende Punkt in der Kathodenstrahlröhre klein sein muß, um den Lichtfleck, der die Oberfläche des Aufzeichnungsmediums überstreicht, so klein wie möglich zu machen, damit eine gute Auflösung erreicht wird. Der Lichtstrahl wird aber durch die Frontplatte der Kathodenstrahlröhre teilweise absorbiert und auch gestreut, so daß das Gerät dort, wo ein helles Umfeld vorhanden ist nicht mit guter Wirkung eingesetzt werden kann. Auch ist die Variabilität der Anordnung der Bauelemente sehr begrenzt

Bei der bekannten Vorrichtung wird außerdem die Auslenkung des Lichtstrahls durch die vom Photovervielfacher aufgefangene Lichtmenge bestimmt so daß bo sie empfindlich auf Kratzer oder Staub auf dem Informationsträger reagiert. Wenn aufgrund einer derartigen Störung der Strahl diffus reflektiert wird, so besteht in hohem Maße Gefahr, daß der Strahl auf die Nachbarspur überspringt, da die Spurgrenze nicht es erkannt wird, was zu erheblichen Störungen in der Wiedergabe Anlaß gibt.

Es ist ferner aus der US-PS 25 75 445" eine Abtasteinrichtung für zeileiunäßig aufgezeichnete Informationsspuren bekannt deren Abtaststrahl eine schnelle Schwingung mit konstanter Amplitude ausführt wobei jedoch der Abtaststrahl selbst eine den Zeilen entsprechende Grundablenkung erfährt Die Amplitude der überlagerten Schwingung ist größer als die Drehe der Informationsspur. Infolge des großen, bei dieser Einrichtung vorhandenen Informationsspurabstandes überstreicht jedoch der oszillierende Abtaststrahl nie mehr als eine Informationsspur. Überdies ist die bekannte Abtasteinrichtung nicht zur Abtastung drehender Informationsträgerplatten, sondern einzelner, paralleler Informationsspurabschnitte auf einem Filmstreifen oddgL vorgesehen, der schrittweise senkrecht zur Informationsspurrichtung fortgeschaltet wird, wobei in den Schrittpausen der Abtaststrahl in einer Grundbewegung in Richtung der Spurlängsachse und in einer dieser Grundbewegung überlagerten Schwingungsbewegung quer dazu abgelenkt wird. Es ergibt sich somit eine relativ komplizierte, zweidimensionale Abtastbewegung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein im Aufbau einfaches Gerät anzugeben, bei dem die Spurverfolgung auch bei Störungen durch Verschmutzung, Staub oder Kratzer in der abzutastenden Signalspur sicher gewährleistet ist die Signalwiedergabe mit hohem Störabstand erfolgt, auch in gewissem Maße unebene Spurrillenträger keinen nachteiligen Einfluß ausüben und eine einfache Anpassung an unterschiedliche räumliche Gegebenheiten möglich ist

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst Anhand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung des Gerätes,

F i g. 2 eine schematische Darstellung der Verhältnisse beim Abtasten der Oberfläche eines Aufzeichnungsträgers mittels eines abgelenkten dünnen Lichtbündels, das von Teilen der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers reflektiert und dadurch auf photoempfindliche Vorrichtungen geworfen wird,

F i g. 3 eine graphische Darstellung von elektrischen Signalimpulsen, wie sie beim Abtasten der Oberfläche eines im Schnitt dargestellten Aufzeichnungsträgers von den photoempfindlichen Vorrichtungen erzeugt werden,

F i g. 4 eine graphische Darstellung von weiterverarbeiteten elektrischen Signalimpulsen,

Fig.5 eine Draufsicht auf einen Teil eines praktischen Aufzeichnungsträgers, in der die Stellen eingezeichnet sind, an denen bei der optischen Abtastung Signalimpulse erzeugt werden,

Fig.6 eine graphische Darstellung der bei der optischen Abtastung des Aufzeichnungsträgers gemäß F i g. 5 erzeugten Signalimpulse als Funktion der Zeit

Fig.7 eine graphische Darstellung eines Beispiels einer Ablenkschwingung und

F i g. 8 eine graphische Darstellung der Lage von Referenzsignalen, die von einem Ur-Ablenkoszillator abgeleitet sind,

F i g. 9 eine graphische Darstellung einer Reihe von elektrischen Signalimpulsen, wie sie am Ausgang der photoempfindlichen Vorrichtungen bei der Ablenkung nach rechts auftreten,

F i g. 10 eine graphische Darstellung der Impulssignale entsprechend den Breiten der abzuspielenden Aufzeichnungsspur bzw. Rillenwindung,

Fig. 11 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Einrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 12 eine geschnittene Seitenansicht eines Neigungs- und Abstandsverstellmechanismus, der die photoelektrische Abtasteinrichtung senkrecht zur Oberfläche des Aufzeichnungsträgers und in einem vorgegebenen Abstand von dieser hält,

F i g. 13 eine geschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform eines Spurverfolgungsmechanismus,

Fig. 14 eine schematische Prinzipdarstellung einer Ausführungsform einer Vorrichtung zum Erzeugen eines dünnen Lichtbündels für den Spurverfolgungsme- ι ο chanismusgemäß Fig. 13,

Fig. 15 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform, bei der die Spurverfolgung gleichzeitig mit dem Abspielen der Signale erfolgt,

F i g. 16 eine graphische Darstellung des Verlaufs und der Phasenlage von Signalen, die beim Betrieb der Einrichtung gemäß F i g. 15 auftreten,

Fig. 17 ein Schaltbild einer Ausführungsform eines Spurverfolgungsdiskriminators,

Fig. 18 eine schematische Darstellung des Sollzu-Standes bei der Spurverfolgung,

Fig. 19 eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines Prinzips zur Nachregelung der Mitte des Strahlablenkbereiches auf die Mitte der Aufzeichnungsspur,

F i g. 20 eine perspektivische Ansicht einer photoelektrischen Abspieleinrichtung, die nur eine einzige photoempfindliche Vorrichtung enthält,

Fig.21 ein Blockschaltbild einer automatischen Wiedergabeeinrichtung gemäß einer Ausführungsform 3« der Erfindung,

F i g. 22 eine schematische Darstellung, die zeigt, wie sich die reflektierenden Punkte auf der Oberfläche eines Aufzeichnungsträgers verschieben, wenn eine Sammellinse längs der Achse des einfallenden Lichtbündels verschoben wird, um Fokalabstand bei einer vertikalen Bewegung der Aufzeichnungsträgeroberfläche konstant zu halten, und

F i g. 23 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Kompensation von Änderungen des Fokalab-Standes durch eine vertikale Bewegung der Aufzeichnungsträgeroberfläche, bei der eine Sammellinse längs einer zur Oberfläche des Aufzeichnungsträgers senkrechten Achse verschoben wird.

Die optisch-elektrische Abtasteinrichtung gemäß der Erfindung eignet sich insbesondere zum Abspielen von Signalen, wie Ton- und/oder Bildsignalen, von einem Aufzeichnungsträger, auf dem die Signale fortlaufend aufgezeichnet sind und dementsprechend eine fortlaufende Aufzeichnungsspur bilden, bei der die Breite bzw. der Verlauf ihrer Grenzen, die optisch wahrnehmbar sind, vom aufgezeichneten Signal abhängen. Beim Abspielen der Signale wird ein dünnes Lichtbündel senkrecht zur Längsrichtung der Aufzeichnungsspur, also in Breitenrichtung der Aufzeichnungsspur, mit vorgegebener Periode abgelenkt Gleichzeitig findet eine Relativbewegung in Längsrichtung der Aufzeichnungsspur zwischen Abtasteinrichtung und Aufzeichnungsträger statt Das vom Aufzeichnungsträger reflektierte oder durchgelassene Lichtbündel fällt auf ein oder mehrere photoempfindliche Vorrichtungen. Die Ausgangssignale von der oder den photoempfindlichen Vorrichtungen werden bei Ausfuhrungsformen der Erfindung mit elektrischen Signalen oder Bezugsimpulsen verglichen, die von elektrischen Ursignalen zur Ablenkung des Lichtbändels mit der vorgegebenen Periode dienen, abgeleitet sind. Dabei wird die Amplitude des aufgezeichneten Signals an den verschiedenen Punkten der Aufzeichnungsspur fortlaufend als Längenbetrag wahrgenommen, und eine diesem Längenbetrag entsprechende modulierte Schwingung wird kontinuierlich gewonnen. Die modulierte Schwingung wird dann decodiert, kompensiert und verstärkt, wobei man abgespielte Signale erhält, die der kontinuierlichen Breitenänderung bzw. dem Verlauf der Aufzeichnungsspur entsprechen.

Im folgenden wird die Erfindung am Beispiel des Abspielens einer Schallplatte, insbesondere einer Stereo-Langspielplatte, erläutert.

Das optische Abspielen einer Stereoschallplatte stellt im Vergleich zum Abspielen anderer Aufzeichnungsträger eine verhältnismäßig komplizierte Aufgabe dar, da auf beiden Seiten der Tonrille verschiedene Signale aufgezeichnet sind Es sind weder die Breite der Tonriile, noch die mittlere Breite, noch der Abstand zwischen benachbarten Windungen der Tonrille gleichförmig. Ferner ist die Oberfläche des Aufzeichnungsträgers nicht eben, sondern gekrümmt

F i g. 1 zeigt schematisch das Prinzip der optischen Abtastung und photoelektrischen Signalumsetzung. In der Zeichnung ist angenommen worden, daß sich die abzutastende Schallplatte, die im folgenden allgemein als Aufzeichnungsträger 101 bezeichnet werden soll, relativ zu einem photoelektrischen Abtastsystem 102 in Pfeilrichtung dreht Das Abtastsystem enthält eine Lichtquelle 103, die ein dünnes Lichtbündel liefert Die Lichtquelle kann einen Halbleiterlaser, einen Helium-Neon-Laser oder anderen Gaslaser, eine Lumineszenzdiode oder eine Glühlampe usw. enthalten. Das Lichtbündel von der Lichtquelle 103 durchläuft eine Ablenkvorrichtung 104, der ein Steuersignal über eine Klemme 105 zugeführt wird. Die Ablenkvorrichtung 104 kann einen Ablenkspiegel enthalten und mit einer Pockelszelle, einem elektrostriktiven Element oder einem magnetostriktiven Element arbeiten. Das die Ablenkvorrichtung durchlaufende Lichtbündel wird wiederholt senkrecht zur Zeichenebene abgelenkt und durch einen Spiegel 106 auf die Oberfläche 107 des Aufzeichnungsträgers 101 geworfen, von der sie zu einer photoempfindlichen Vorrichtung 108, die aus einer Photodiode bestehen kann, reflektiert wird.

Das von der Lichtquelle 103 gelieferte Lichtbündel soll sehr schmal sein. Wenn das von der Lichtquelle erzeugte Lichtbündel eine gewisse Ausdehnung oder Divergenz hat und es dadurch schwierig ist, auf der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers einen sehr feinen Lichtfleck zu erzeugen, kann zur Verringerung der Abmessungen des Lichtflecks eine langbrennweitige Sammellinse 231 und eine kurzbrennweiüge halbzylinderförmige linse 232 verwendet werden.

Das elektrische Ausgangssignal der photoempfindlichen Vorrichtung 108 steht an einer Klemme 109 zur Verfügung. Es können auf beiden Seiten der Ruhelage des abgelenkten Lichtbündels photoempfindliche Vorrichtungen vorgesehen sein, was jedoch in Fig. 1 nicht dargestellt ist

Fig.2 zeigt schematisch, wie das durch die Ablenkvorrichtung 104 abgelenkte schmale Lichtbündel auf die Oberfläche eines Aufzeichnungsträgers fällt and von manchen Bereichen dieses Aufzeichnungsträgers auf photoempfmduche Vorrichtungen reflektiert wird. Die Ablenkvorrichtung 104 wird an einer Klemme 105 mit einem Ablenksteuersigna] gespeist und liefert abgelenkte Lkhtbündel 2 bis £ die durch den Spiegel 106 auf die Oberfläche 111 eines Aufzeichnungsträgers, z.B. einer Langspielplatte, geworfen wird. Wie der Schnitt 110 der

Platte zeigt, enthält die Oberfläche Rillen 113 und 115 (oder genauer Rillenwindungen), in denen Information, insbesondere Audioinformation, aufgezeichnet ist, sowie aufzeichnungsfreie Bereiche 112 und 114. Wenn die Oberfläche einer Schallplatte von oben beleuchtet und mit einem Mikroskop betrachtet wird, sehen die die Signalaufzeichnungsspur bildenden Rillen 113 und 115 schwarz und dunkel, die aufzeichnungsfreien Bereiche 112 und 114 jedoch hell und leuchtend aus.

Es sei angenommen, daß die Rille 115 abgetastet und verfolgt werden soll und daß die Mittellage des abgelenkten schmalen Lichtbündels durch das Lichtbündel a dargestellt wird. Wenn das Lichtbündel nun von dieser Mittellage aus zur rechten Seite hin abgelenkt wird, nimmt es nacheinander die Stellungen a, b, c, d, e und schließlich /ein. in den Stellungen a und b fällt das Lichtbündel in die die Signalaufzeichnung bildende Rille 115 und wird durch die Rillenoberfläche gestreut, absorbiert und in die verschiedensten Richtungen reflektiert, so daß kaum etwas von dem ursprünglichen Lichtbündel eine photoempfindliche Vorrichtung 116 erreicht, die in der aus F i g. 2 ersichtlichen Weise angeordnet ist. Wenn dagegen das schmale Lichtbündel in der Stellung c den aufzeichnungsfreien Bereich 114 erreicht, dessen Oberfläche sehr glatt ist, wird es zu einem erheblichen Teil zur photoempfindlichen Vorrichtung 116 reflektiert In den Stellungen dund e fällt das feine Lichtbündel dann wieder in die Rille 113 und erreicht die photoempfindliche Vorrichtung 116 nur zu einem sehr geringen Teil. In der Stellung /fällt das feine Lichtbündel auf den aufzeichnungsfreien Bereich 112 und wird dadurch wieder zum größten Teil auf die photoempfindliche Vorrichtung 116 geworfen.

An einer Ausgangsklemme 117 der photoempfindlichen Vorrichtung 116 treten daher elektrische Ausgangsimpulse entsprechend den aufzeichnungsfreien Bereichen 114 und 112 auf. Dasselbe gilt für den Rücklauf des Lichtbündels von der Stellung / zur Stellung a. Bei der Ablenkung auf den links von der Mittelstellung a gelegenen Teil der Oberfläche 111 treten an einer Ausgangsklemme 119 einer photoempfindlichen Vorrichtung 118 in analoger Weise eiektrische Signalimpulse entsprechend den aufzeichnungsfreien Bereichen auf diesem Teil der Platte auf.

In F i g. 3 sind die elektrischen Signalimpulse dargestellt, die bei der optischen Abtastung der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers von den photoempfindlichen Vorrichtungen erzeugt werden. Unter dem den zeitlichen Verlauf des Impulssignals darstellenden Diagramm ist im Schnitt die Oberfläche 111 der Platte mit den aufzeichnungsfreien Teilen 112 und 114 sowie den Rillen 113 und 115 dargestellt und man sieht daß elektrische Signalimpulse 120 und 121 mit der Spannungsamplitude es entsprechend diesen aufzeichnungsfreien Bereichen erzeugt werden. In entsprechender Weise entstehen bei der Ablenkung die linke Seite elektrische Signalimpulse 122 und 123. Das Ausgangssignal mit den Signalimpulsen 120 bis 123 ist von einem schwachen Rauschen mit der Spannung ei fiberlagert das durch Schwellwert- und Begrenzungsschaltungen u-dgL beseitigt werden kann, so daß man dann rauschfreie Signalimpulse 125 bis 128 mit der Amplitude C3 erhält, wie in Fig.4 dargestellt ist Der Querschnitt des Lichtbündels ist gewöhnlich kreisförmig, und die Helligkeit ist am Rand nicht so groß wie in der Mitte. In der Praxis sind die Flanken der Signalimpnlse 125 bis 128 daher nicht so steil, wie es in der Zeichnung dargestellt ist Falls erforderlich, kann man Impulse mit sehr steilen Flanken, also eine weitgehend rechteckige Schwingung, mittels einer Schmitt-Trigger-Schaltung od. dgl. erzeugen.

In Fig. 5 sind ein Teil der Oberfläche 111 der Platte ■5 sowie die Punkte, an denen die elektrischen Impulse bei der optischen Abtastung der Rillen in der Praxis auftreten, dargestellt. Der dargestellte Ausschnitt der Platte enthält Signalaufzeichnungs-Rillen Wi, W₂, W₃ und W₄, die in die Oberfläche 111 eingeschnitten oder

ίο eingepreßt sind. Die Abstände zwischen den Rillen W\ und W₂, W₂ und Wj sowie W₃ und W₄ sind durch die jeweiligen Windungsabstände Pi, P₂ bzw. P₁ dargestellt. Die Breite der die Signalaufzeichnung darstellenden Rillen Wi bis W₄ und die Windungsabstände P\ bis Pi hängen von der Amplitude und der Frequenz der entsprechenden aufgezeichneten Signale ab und sind nicht gleichmäßig.

Angenommen, die Rille W₁ werde verfolgt und die Platte drehe sich in der Richtung des in F i g. 5 mit REV bezeichneten Pfeils, so tastet das feine Lichtbündel, das in Quer- oder Breitenrichtung der Rille mit gleichmäßiger Amplitude und Frequenz abgelenkt wird, eine Bahn in Form einer Dreiecksschwingung ab, die nacheinander die Punkte Λ-129-130-131-132-5-133-134-135-136-137-138-139-140-C optisch abtastet, wobei elektrische Signalimpulse beim Abtasten der aufzeichnungsfreien Teile zwischen den Punkten 129 und 130 bzw. 131 und 132 bei der Rechtsablenkung bezüglich der verfolgten Rille W) und den aufzeichnungsfreien Bereich zwischen den Punkten 133 und 134,135 und 136, 137 und 138 sowie 139 und 140 bei der Ablenkung nach links erzeugt werden, wie es anhand der F i g. 2, 3 und 4 erläutert worden war. Die entstehenden Impulse sind in F ig. 6 dargestellt.

Die bei der optischen Abtastung der in F i g. 6 dargestellten Plattenoberfläche entstehenden elektrischen Signalimpulse sind in F i g. 6 in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt. Die bei der Rechtsablenkung, also der Ablenkung des Bündels auf die rechte Seite der verfolgten Rille, erzeugten Impulse sind von der Zeitachse aus nach oben aufgetragen, und die bei der Linksabienkung erzeugten Impulse sind nach unten aufgetragen. Die Impulse 129-130, 141-142 usw. entstehen beim einen, in F i g. 5 nach rechts gerichteten Teil der Rechtsablenkung, während elektrische Impulse 131-132, 143-144 ... in Fig.6 beim Rücklauf, also der nach links gerichteten Bewegung der Rechtsablenkung entstehen. In entsprechender Weise entstehen beim einen, nach links gerichteten Teil der Linksablenkung

so Impulse 133-134, 135-136, 145-146, 147-148 usw., während beim anderen Teil Impulse 137-138, 139-140, 149-150, 151-152 usw. erzeugt werden. Die Mitten der Amplitude der optischen Abtastung sind in der Zeichnung durch die Großbuchstaben A, B ... / bezeichnet, sie entsprechen der Mitte einer Rille mittlerer Breite, d. h. der Ganglinie.

Anhand der Fig. 7 bis 10 soll nun erläutert werden, wie das gewünschte Nutzsignal ausgesondert werden kann. Fig.7 zeigt die dreieckwellemförmige optische Abtastschwingung. In Fig.8 ist eine Folge von Referenzimpulsen 5 dargestellt die zeitlich mit den Mittelpunkten A, B ... der in Fig.7 dargestellten Ablenkschwingung zusammenfallen. Die Referenzimpulse gemäß Fig. 7 lassen sich von einem Urablenkosziuator für die optische Abtastung leicht durch eine Frequenzumsetzerschaltung, Schmitt-Trigger-Schaltang, Differenzierschaltung, Multivibratorschaltung u. dgL erzeugen. F i g. 9 zeigt die elektrischen Signalim-

pulse, die bei der anhand von Fig.6 erläuterten Rechtsablenkung erzeugt wurden.

Wenn die Referenzimpulse S gemäß F i g. 8 einem Rückstelleingang einer R-S-Flip-Flop-Schaltung, also einer bistabilen Schaltung mit Setz- und Rücksetzeingang, zugeführt werden und die elektrischen Signalimpulse 129-130, 131-132 ... gemäß Fig. 9, die bei der Rechtsablenkung entstehen, dem Setzeingang zugeführt werden, kann beim Hin- und Zurücklauf im Zuge der Rechtsablenkung nur der elektrische Signalimpuls 129-130 als Setzeingangssignal wirken, da die elektrischen Signalimpulse 129-130 und 131-132 die gleiche Polarität haben. Im Zeitintervall zwischen den Punkten A und B in F i g. 7 erzeugen daher der Referenzimpuls S und der Signalimpuls 129 den in Fig. 10 dargestellten Ausgangsimpuls 157 der R-S-Flip-Flop-Schaltung, der der Zeitspanne bis zum Rand der verfolgten und abgetasteten Rille entspricht. In entsprechender Weise entstehen während der Zeitintervalle C-D und E-F Signalimpulse 158 bzw. 159. Man erhält also eine Folge von elektrischen Impulsen, deren Dauer dem Intervall zwischen der mittleren oder Nenn-Mitte der verfolgten Rille und dem Rand dieser Rille entspricht. Während jeder Rechtsablenkung des dünnen Lichtbündels wird ein Impuls erzeugt Die Verfolgung der Rille erfolgt längs der Mitte der gemittelten Breite der Rille, wie noch erläutert werden wird. Da die Mitte der Ablenkung des feinen Lichtbündels mit der gemittelten Mitte der Rille zusammenfällt, entspricht die zeitliche Dauer der in Fig. 10 dargestellten Signalimpulse genau der Rechtsamplitude des aufgezeichneten Signals, und man kann also eine impulsbreitenmodulierte Schwingung erhalten, die dieselbe Breite hat wie die Breite der von der mittleren Mitte aus gerechneten rechten Seite der Rille. In entsprechender Weise kann man bei der Linksablenkung eine impulsbreitenmodulierte Schwingung erzeugen, deren Impulse die gleiche Breite haben wie die von der gemittelten Mitte der Rille aus gerechnete linke Seite der Rille. Die modulierten Schwingungen werden durch Tiefpaßfilter od. dgl. decodiert, und man gewinnt auf diese Weise decodierte Rechts- und Links-Signale.

Bei dem oben erläuterten Ausführungsbeispiel war eine R-S-Flip-Flop-Schaltung zur Gewinnung der impulsbreitenmodulierten Schwingungen verwendet worden. Selbstverständlich kann man auch andere Schaltungen, z. B. in Verbindung mit einer Torschaltung, verwenden, die dasselbe leisten. Durch ausschließliches Aussondern von elektrischen Impulsen, die den Grenzpunkten 129, 141, 153 ... zwischen der Rille und dem angrenzenden aufzeichnungsfreien Bereich (Fig.5) entsprechen, kann man eine Schwingung erzeugen, deren Phase entsprechend dem ursprünglich aufgezeichneten äechtssignal moduliert ist Die gewünschten Signale können dann durch Demodulation der phasenmodulierten Schwingung gewonnen werden. Ferner ist es einleuchtend, daß das auf die lichtempfindliche Vorrichtung fallende Lichtbündel eine amplitudenmodulierte Schwingung ergeben, deren Trägerfrequenz der Frequenz der optischen Abtastung entspricht, und daß man durch Demodulation unter Entfernung des Trägeranteils aus der amplitudenmodulierten Schwingung in entsprechender Weise elektrische Impulse entsprechend den Grenzpunkten 129, 141, 153 usw. gewinnen kann. Durch die obenerwähnten Verfahren kamt man offensichtlich ebenfalls eine bnpulsbreitenmodulierte Schwingung oder eine phasenmodulierte Schwingung erzeugen.

In den Fig.5 und 7 ist das Ablenksignal für das schmale Lichtbündel der Einfachheit halber als Dreieckschwingung dargestellt. Man kann jedoch auch eine Sinusschwingung, eine Sägezahnschwingung u. a. m. verwenden. Bei manchen Ablenkschwingungen, insbesondere bei linearer Ablenkung, existiert ein Bereich, wo die Signalamplitude groß ist, d. h., eine kleine Auswanderung eines Signals wird bewirkt in der Richtung, in der die Breite der Signalaufzeichnungsrille groß wird. Wenn also eine besonders hohe Wiedergabetreue gefordert wird, ist es zweckmäßig, die decodierten Signale zu kompensieren oder zu entzerren, insbesondere mittels einer Kompressionsschaltung. Der Hub des Abtastfleckes auf der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers braucht nur etwas größer zu sein als die größtmöglichste Breite einer Rille, d. h., die Summe der von der mittleren Rillenrnittcllinic gemessenen größten Breiten der rechten und linken Seiten der Rille. Wenn anstelle der Ablenkvorrichtung 104 in F i g. 1 eine halbzylindrische Linse verwendet wird, die in Richtung der optischen Achse oszilliert wird, so daß die Wirkungsrichtung der Linse gleich der Breitenrichtung der Signalaufzeichnungsrille wird, kann eine entsprechende optische Abtastung ausgeführt werden. Man kann die zur Abtastung erforderliche Ablenkung des Lichtbündels auch durch einen schwingenden oder sich drehenden Spiegel bewirken. Mit zunehmender Abtast- und Ablenkfrequenz wird es jedoch immer schwieriger, die erforderlichen mechanischen Schwingungen oder Drehbewegungen einer Linse oder eines reflektierenden Bauelements zu bewirken.

Bei den F i g. 1 und 2 wird ein ebener Spiegel 106 als reflektierendes Element verwendet Bei Verwendung eines sphärischen Spiegels läßt sich die Ablenkspannung oder -leistung, die der Steuersignal-Klemme 105 zugeführt werden muß, erheblich herabsetzen. Man muß in diesem Fall jedoch sorgfältig darauf achten, daß durch die dabei auftretende Vergrößerung des Lichtflecks keine nachteiligen Wirkungen eintreten.

Eine Einrichtung zum Abspielen einer Stereo-Schallplatte ist in F i g. 11 in Form eines Blockschaltbildes dargestellt Die Einrichtung enthält eine Lichtquelle 160, die ein schmales Lichtbündel liefert und eine Glühlampe, einen Laseroszillator od. dgl. enthalten kann. Die Abmessungen des Lichtfleckes, der durch das dünne Lichtbündel auf der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers erzeugt wird, muß selbstverständlich so gewählt werden, daß die Wellenlänge der die höchste Frequenz aufweisenden Komponente des aufgezeichneten Signals aufgelöst werden kann. Nimmt man bei einer Langspielplatte für 33'/3 U/min an, daß der Durchmesser der innersten Rillenwindung 12 cm beträgt und daß die maximale Frequenz 30 kHz ist so ergibt sich für eine Wellenlänge einer Signalkomponente dieser Frequenz in der Signalaufzeichnungsrille ein Wert von etwa 7 μπι. Die Abmessungen des optischen Abtastfleckes sollten daher unter 3,5 uxn liegen.

Das Lichtbündel von der Lichtquelle 160 durchläuft dann eine Ablenkvorrichtung 161. Da die aufgezeichneten Signale mh der Ablenkfrequenz der Ablenkvorrichtung 161 abgegriffen werden, soll die Ablenkfrequenz mehr als 60 kHz betragen, wenn die maximale Frequenz des aufgezeichneten Signals 3OkHz beträgt Zur Erzeugung der Ablenksignale werden Schwingungen von einem Uroszfllator 162 durch einen Frequenzumsetzer 163 in ein Signal der erforderlichen Frequenz umgesetzt, und das frequenzumgesetzte Signal wird durch einen Fonnungsverstärker 164 in die gewünschte

Schwingungsform gebracht, verstärkt und dann der Ablenkvorrichtung 161 zugeführt.

Das abgelenkte Lichtbündel wird von der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers zu einem rechten Lichtaufnehmer 165 und bei der Linksablenkung zu einem Lichtaufnehmer 169 reflektiert Die Lichtaufnehmer können Halbleiter-Photodioden oder andere lichtempfindliche Vorrichtungen enthalten. Die elektrischen Ausgangssignale der Lichtaufnehmer 165 und 169 werden durch einen entsprechenden Verstärker 166 bzw. 170 verstärkt und dann Schwingungsformungsschaltungen 167 und 171 zugeführt, um Trigger- oder Tastimpulse zu erzeugen. Diese elektrischen Signale werden entsprechend den Aussonderungsschaltungen 168 bis 172 für das durch den Abspielvorgang zu erzeugende Nutzsignal zugeführt. Die Aussonderungsscha'.t'jp.gen können, wie oben erwähnt, eine R-S-Füp-Flop-Schaltung oder eine kombinierte Tor- oder Verknüpfungsschaltung enthalten. Den Aussonderungsschaltungen 168 und 172 werden ferner Referenzimpulse zugeführt Zur Erzeugung der Referenzimpulse wird das Ausgangssignal des Uroszillators 162 in seiner Frequenz durch einen Frequenzumsetzer 173 umgesetzt und hinsichtlich Schwingungsform, Amplitude und Phase durch eine Signal Verarbeitungsschaltung 174 umgeformt Die Aussonderungsschaltungen 168 und 172 erzeugen Ausgangssignale im Zeitintervall zwischen dem Referenzimpuls und dem erwähnten Trigger- oder Tastimpuls.

Die Ausgangssignale der Aussonderungsschaltungen 168 und 172 sind durch die aufgezeichneten Signale impulsbreitenmodulierte Schwingungen und werden Decodierschaltungen 175 bzw. 179 zugeführt Als Decodierschaltungen können Tiefpaßfilter verwendet werden, deren Durchlaßbereich dem Bereich der aufgezeichneten Signale entspricht Die am Ausgang der Decodierschaltungen 175 und 179 zur Verfügung stehenden wiedergewonnenen Signale werden Amplitudenkompensationsschaltungen 176 und 180 zugeführt, wo sie amplitudenabhängig komprimiert werden. Die entzerrten Signale von den Amplitudenkompensationsschaltungen 176 und 180 werden dann über Verstärker 171 bzw. ISi Lautsprechern 178 bzw. 182 zugeführt

Der Lautsprecher 178 liefert also das Rechtssignal, während der Lautsprecher 182 das Linkssignal abstrahlt Bei einem Vierkanalsystem muß selbstverständlich zusätzlich zu den beschriebenen Schaltungen noch ein Vierkanaldecodierer vorgesehen werden. Die Stromversorgung ist in der Zeichnung nicht dargestellt

Die Erfindung wurde oben am Beispiel des Abspielens einer Stereo-Langspielplatte erläutert, sie läßt sich selbstverständlich auch zum Abspielen anderer Aufzeichnungsträger verwenden, wenn die auf dem Aufzeichnungsträger aufgezeichneten Signale optisch wahrnehmbar sind. Man kann z.B. FM-Signale von einer Bildplatte abspielen, auf der FM-Signale irregulär oder unregelmäßig aufgezeichnet sind.

Vor der weiter unten folgenden Beschreibung der Verfolgung einer bestimmten Signalaufzeichnungsspur durch das abtastende Lichtbündel soll als nächstes ein Lageregelmechanismus beschreiben werden, durch den das optische Abtastsystem vertikal und in einem gleichbleibenden Abstand vom Abtastpunkt auf der gekrümmten Plattenoberfläche gebalten wird. Bei der Einrichtung gemäß Fig. 12 ist das photoelektrische Abtastsystem in einem Außengehäuse 183 untergebracht, das durch an ihm angebrachte Lager 184 an einer Führungsschiene 185 gelagert ist Das Außengehäuse 183 ist radial über die Oberfläche eines Aufzeichnungsträgers verschiebbar. Im Außengehäuse befindet sich ein Innengehäuse 194, das die eigentliche photoelektrische Abtasteinrichtung umschließt und durch einen Antriebsmechanismus vertikal beweglich gelagert ist. welcher einen am Außengehäuse 183 angebrachten Magneten 186, eine bewegliche Spule 187 und eine gedämpfte Aufhängung 188 enthält. Das Innengehäuse 194 ist ferner an einem Gleitstück 191 aufgehängt, das

ίο auf einen Halterungsrahmen 190 verschiebbar gelagert ist, welcher direkt mit der Spule 187 verbunden ist. Das Gleitstück ist durch Magnethubkolbenantriebe 192 und 193 verschiebbar, die zwischen dem Gleitstück 191 und entsprechenden Seiten des Halterungsrahmens 190 eingesetzt sind und den Halterungsrahmen längs eines Kreisbogens, dessen Mittelpunkt der Abtastmittelpunk' 2!1 auf der Oberfläche der Platte 209 ist, nach rechts oder nach links verschoben werden kann. Das Innengehäuse 194 enthält außer der optischen Abtasteinrichtung 195, die anhand der F i g. 1 bis 11 erläutert wurde, eine Vorrichtung zur Bestimmung des horizontalen und vertikalen Abstandes und den in Fig. 13 dargestellten Spurverfolgungsmechanismus.

Die im Innengehäuse 194 angeordnete Abstands- und Neigungsbestimmungsanordnung enthält eine an einem Teil des Innengehäuses angebrachte Glühlampe 196 mit einem dünnen und feinen Glühfaden, der über Klemmen 197 und 198 Leistung zuführbar ist Das von der Glühlampe 196 erzeugte Lichtbündel wird auf beiden Seiten des Spurlaufpunktes durch Linsen 199 und 200 konvergent gemacht und beleuchtet einen relativ breiten Bereich auf der Oberfläche der Platte 209. Die Lichtbündel werden von mehreren aufzeichnungsfreien Bereichen der Platte reflektiert und fallen als Lichtbündel 207 und 208 auf photoempfindliche Vorrichtungen 202 bzw. 205, wie Photodioden. Die die Signalaufzeichnung enthaltenden Rillen und die aufzeichnungsfreien Teile der Platte 209, d.h. die Oberfläche des Aufzeichnungsträgers, ist mit 210 bezeichnet Beidseits der photoempFindlichen Vorrichtung 202 sind photoempfindliche Vorrichtungen 201 und 203 angeordnet wie F i g. 12 zeigt In entsprechender Weise ist auf jeder Seile der photoempfindlichen Vorrichtung 205 eine photoempfindliche Vorrichtung 204 bzw. 206 angeordnet

Wenn sich der rechte Teil der Platte 209 infolge einer Verformung, Wellung od. dgl. hebt und der linke Teil der Platte absinkt, werden die decodierten Rechtssignale komprimiert und die decodierten Linkssignale expandiert Um dies zu verhindern oder zu kompensieren, soll die Mitte des Ablenkbereiches des abtastenden Lichtbündels senkrecht auf den Spurlaufpunkt fallen. Wenn der rechte Teil der Oberfläche 210 der Platte nach oben und der linke Teil nach unten geneigt sind, wandert das rechte Lichtbündel 207 von der photoempfindlichen Vorrichtung 202 zu der photoempfindlichen Vorrichtung 201 und das linke Bündel wandert von der photoemprindlichen Vorrichtung 205 zur photoempfindlichen Vorrichtung 206. Bei entgegengesetzter Neigung der Oberfläche 210 der Platte, Ah, wenn die rechte Seite absinkt und die linke Seite ansteigt, fallen die Lichtbündel auf die photoempfindlichen Vorrichtungen 203 bzw. 204. Im ersterwähnten Falle wird also das elektrische Ausgangssignal der photoemprindlichen Vorrichtung 201 größer als das der photoempfindlichen Vorrichtung 202, da die rechte Seite der Plattenoberfläche nach oben und die linke Seite nach unten verläuft und die Magnethubkolbenantriebe 192, 193 werden

dementsprechend durch die Spannungsdifferenz zwischen den Ausgangssignalen der photoempfindlichen Vorrichtungen 202 und 201 so betätigt, daß sie das Gleitstück 191 nach links ziehen und das Innengehäuse 194 des photoelektrischen Abtastsystems nach links neigen. Als Folge davon fällt das abtastende Lkhtbündel in reiner Ruhelage wieder genau auf den Spurlaufpunkt Wenn die Plattenoberfläche sich links anhebt und rechts absenkt, wird das Innengehäuse 194 in entsprechender Weise nach rechts geneigt

Eine Neigung der Plattenoberfläche kann also wie oben beschrieben mittels der photoelektrischen Abtasteinrichtung durchgeführt werden. Wenn die Plattenoberfläche jedoch verformt oder gewellt ist, treten jedoch notwendigerweise Neigungen und Höhenschwankungen auf. Es ist daher erforderlich, den Abstand der photoelektrischen Abtast- oder Tonabnehmeranordnung, also des Innengehäuses 194, von der Plattenoberfläche 210 konstant zu halten. Wenn dies nicht geschieht, werden die Rechts- und Linkssignale durch Kompression und Expansion verzerrt. Die Abstandsregelung kann ähnlich wie die Neigungskompensation durchgeführt werden. In der normalen oder Soll-Lage fallen die reflektierten Lichtbündel 207 und 208 auf die photoempfindlichen Vorrichtungen 202 und 203. Wenn jedoch der Abstand der Plattenoberfläche ohne Änderung ihrer Neigung verringert wird, fallen die reflektierten Lichtbündel auf die photoempfindlichen Vorrichtungen 201 und 204. In diesem Falle erhält dann die Spule 187 Strom und zieht das Innengehäuse 194 nach oben, bis der Sol!-Abstand wieder erreicht ist Wenn andererseits der Abstand zunimmt, liefern die photoelektrischen Vorrichtungen 203 und 206 Ausgangssignale. In diesem Falle wird dann durch die bewegliche Spule 187 ein Strom entgegengesetzter Richtung geleitet der bewirkt, daß das Innengehäuse 194 nach unten geschoben wird.

Die an das Ende der Beschreibung angefügte Tabelle 1 zeigt die Vorgänge bei der oben beschriebenen Neigungs- und Abstandsregelung.

In der Tabelle 1 bedeutet »H«, daß ein Lichtbündel auf die photoempfindliche Vorrichtung mit dem im Kopf der betreffenden Spalte angegebenen Bezugszeichen fällt. Die Pfeile geben die Richtungen an, in denen die Hubmagnetkolbenantriebe 192, 193 bzw. die bewegliche Spule 187 bewegt werden. Ein »X« bedeutet, daß keine Bewegung stattfindet. Da Verformungen oder Wellen der Plattenoberfiäche pro Umdrehung der Platte nur einmal oder zweimal wirksam werden, genügt eine verhältnismäßig langsame Regelung. Anstelle der Glühlampe 196 kann selbstverständlich auch irgendeine andere Lichtquelle verwendet werden, wenn ihre Ausdehnung genügend klein ist.

Anhand der Fig. 13 bis 15 soll nun ein Beispiel eines Spurlaufmechanismus zum Verfolgen der Rille einer Schallplatte oder einer anderen optisch erkennbaren Aufzeichnungsspur beschrieben werden. Der in F i g. 13 dargestellte Spurlaufmechanismus enthält das Innengehäuse 194, in dem der Neigungs- und Abstandsregler gemäß Fig. 12 und die optisch-elektrische Abtasteinrichtung gemäß F i g. 1 untergebracht sind. Bei dem Außengehäuse 183 handelt es sich um das gleiche Bauteil wie in Fig. 12, das durch das Lager 184 verschiebbar auf der Führungsschiene 185 gelagert ist. Das Außengehäuse 183 ist mit Augen oder Laschen 216 und 217 versehen, mit denen ein Draht 214 verbunden ist, der über Rollen 213 und 215 geführt ist. Durch Antrieb der Rollen 213 mittels eines Servomotors 212 läßt sich das Außengehäuse 183 auf der Führungsschiene 185 hin- und herbewegen. Zwischen dem Außengehäuse 183 und dem Innengehäuse 194 befinden sich der Verstellmechanismus 218 für die Regelung des vertikalen Abstandes und der Neigungsverstellmechanismus 219 für die Neigungsregelung, die in Verbindung mit F i g. 12 erläutert worden waren. Das Innengehäuse 194 enthält noch eine weitere lichtquelle 220, die ein dünnes Lichtbündel liefert Das Lichtbündel von der Lichtquelle

lu 220 wird durch einen Spiegel 221 nach unten leflektiert Das reflektierte Lichtbündel 228 wird durch eine linse 225 fokussiert und divergiert dann wieder. Das divergierende Bündel fällt auf die zu verfolgende Signalaufzeichnungsrille 115 und die aufzeichnungsfrei en Bereiche 114 der Plattenoberfläche 111. Die Linse 225 ist an einer beweglich gelagerten Spule 223 eines Antriebes befestigt, der aus dieser Spule, einem Magneten 222 und einer Lagerungs- und Dämpfungsvorrichtung 224 besteht Die Spule bewegt sich entsprechend dem sie durchfließenden Strom nach oben oder unten. Beidseits der Linse 225 sind photoempfindliche Vorrichtungen 226 und 227 so angeordnet, daß sie von dem Licht des Lichtbündels 228 getroffen werden, das von den aufzeichnungsfreien Bereichen 114 der

Plattenoberfiäche reflektiert wird.

Wenn das divergierende Lichtbündel von der Linse 225 ganz in die Signalaufzeichnungsrille fällt, tritt an den photoempfindlichen Vorrichtungen 226 und 227 kein Ausgangssignal auf. In diesem Falle wird die Linse 225 soweit nach oben bewegt, daß das divergierende Lichtbündel breiter wird als die Rille. Der beweglichen Spule 223 wird also ein Strom zugeführt, der sie nach oben zieht, bis das divergierende Lichtbündel auf die aufzeichnungsfreien Bereiche 114 fällt Wenn die Lichtmenge, die von den aufzeichnungsfreien Bereichen reflektiert wird und auf die photoempfindlichen Vorrichtungen 226 und 227 fällt, einen vorgegebenen Wert überschreitet, wird der Spulenstrom so geändert, daß die Linse 225 nach unten gedrückt und der Auftreffbereich des divergierenden Lichtbündels dadurch schmal gemacht wird. Die Mittelsteilung der Vertikalbewegung der Linse wird durch einen mittleren Wert der Lichtmenge, die an Randbereichen 229 und 230 zwischen der Rille und den aufzeichnungsfreien Bereichen der Plattenoberfläche 111 reflektiert wird und durch die entsprechenden Ausgangssignale der photoempfindlichen Vorrichtungen bestimmt

Wenn zwischen den elektrischen Ausgangssignalen der photoempfindlichen Vorrichtungen 226 und 227 ein

so Unterschied auftritt, wird der Servomotor 212 entsprechend der Differenz der elektrischen Ausgangssignale im Sinne einer Verringerung diese Signale in Betrieb gesetzt und bewirkt dadurch eine solche Spurverfolgung, daß die Mittelachse des Lichtbündels 228 auf der gemittelten Mittellinie der Signalaufzeichnungsrille gehalten wird.

In der ebenfalls an das Ende der Beschreibung angefügten Tabelle 2 sind die Vorgänge bei der Spurverfolgung tabellarisch dargestellt Die Spalte

bo »Zustand« zeigt, wie das divergierende Lichtbündel von der linse 225 auf die Aufzeichnungsrille und die benachbarten aufzeichnungsfreien Bereiche der Plattenoberfläche fällt »H« bedeutet, daß reflektiertes Licht auf die betreffende photoempfindliche Vorrichtung 226 oder 227 fällt, während »L« bedeutet, daß kein Licht auf die betreffende lichtempfindliche Verrichtung reflektiert wird. »S« bedeutet, daß die Lichtmenge, die auf die betreffende lichtempfindliche Vorrichtung reflektiert

wird, etwa halb so groß ist wie im Falle »H«. Der Pfeil in der Spalte »Spule 223« gibt die Richtung an, in der die Spule 223 und damit die Linse 225 bewegt werden. »X« bedeutet, daß keine Wirkung eintritt. Der Pfeil in der Spalte »Spurnachregelung« gibt die Richtung an, in der die photoelektrische Abtast- euer Tonabnehmereinrichtung durch den Servomotor 2212 verschoben wird.

Zusammenfassend kann also gesagt werden, daß die Linse 225 so verstellt wird, daß eine Erfassung oder Messung der mittleren Breite der Signalaufzeichnungsrillen erfolgt und der Servomotor durch die Spannungsdifferenz der Ausgangssignale der photoempfindlichen Einrichtung derart verstellt wird, daß die gewünschte Signalaufzeichnungsrille verfolgt wird. Da bei der Spurverfolgung keine Signalkomponenten benötigt werden, werden vorzugsweise aus den Ausgangssignalen der photoempfindlichen Vorrichtungen 226 und 227 alle Signalkomponenten über etwa 20 Hz durch Integration entfernt

Fig. 14 zeigt beispielsweise, wie die Lichtquelle 220 zum Erzeugen des Lichtbündels für die Spurverfolgung ausgebildet sein kann. Bei der Anordnung gemäß Fig. 15 ist zwischen die Lichtquelle 103 und die Ablenkvorrichtung 104, die schon in Verbindung mit F i g. 1 erwähnt worden waren, ein Bündelteiler 220' eingefügt, so daß also die Lichtquelle 103 auch für die Spurverfolgung verwendet werden kann. Als Bündelteiler 220' können ein Kalzitkristall oder ein halbdurchlässiger Spiegel verwendet werden.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform des Spurverfolgungsmechanismus läuft die photoelektrische Tonabnehmer- oder Abtasteinrichtung auf einer geraden Führungsschiene oder parallelen Führungsschienen. Eine entsprechende Spurverfolgung läßt sich auch bei einer photoelektrischen Abnehmereinrichtung verwenden, die am freien Ende eines am anderen Ende schwenkbar gelagerten Armes entsprechend einem Tonabnehmerarm angebracht ist. Die Spurverfolgung bei anderen Aufzeichnungsträgern als Schallplatten ist im allgemeinen wesentlich einfacher als bei modernen Langspielplatten, da die Ganghöhe zwischen benachbarten Spurwindungen und die mittleren Breiten der Spur gleichmäßig sind.

Bei dem Spurverfolgungsmechanismus, der anhand der Fig. 13 und 14 beschrieben worden war, werden für das Abspielen der aufgzeichneten Signale einerseits und für die Verfolgung der Signalaufzeichnungsspur oder -rille verschiedene Lichtbündel, optische Einrichtungen und photoempfindliche Vorrichtungen verwendet. Eine solche Einrichtung mit getrennten Komponenten hat den Vorteil, daß die Einrichtung zum Abspielen der Signale vom Spurlaufmechanismus getrennt werden kann. Sie hat jedoch andererseits den Nachteil, daß das Abspielen etwas ungenau ist, da die Stelle, von der die aufgezeichneten Signale aufgespielt werden, verschieden ist. Außerdem ist die Struktur einer Einrichtung mit getrennten Komponenten relativ kompliziert und groß.

Eine Ausführungsform, die diese Mangel nicht aufweist, ist in den F i g. 15 bis 21 dargestellt. Bei ihr ist es möglich, die Spurlaufsignale für eine bestimmte Rille gleichzeitig mit dem Abtasten und Abspielen der aufgezeichneten Signale von der Rille zu erzeugen. Ein besonderes optisches und photoelektrisches System für den Spurlauf kann daher entfallen. Fig. 15 zeigt ein Blockschaltbild des elektrischen Teiles einer solchen Ausführungsform der Erfindung.

Die Einrichtung gemäß Fig. 15 enthält einen Uroszillator 320, der mit einer bestimmten Frequenz schwingt urd Urschwingungen, wie die Rechteckschwingungen A und E in Fig. 16 liefert Aus der Urschwingung wird durch eine Formungs- und Verstärkerschaltung 321 eine Dreieckschwingung B (Fig. 16) erzeugt die an einer Klemme 322 zur Verfügung steht und der Klemme 105 der Ablenkvorrichtung 104 in F i g. 1 zugeführt werden kann. Der Uroszillator 320 und die Verstärkerschaltung 321 erzeugen also die Schwingung zur Steuerung der

ίο Ablenkvorrichtung 104, die das schmale Abtastlichtbündel ablenkt Die Urschwingungen werden andererseits einem Referenzimpulsgenerator 323, einem Abtastungsendeimpulsgenerator 324 und einem Torschwingungsoszillator oder Torimpulsgenerator 325 zugeführt. Die Referenzimpulse vom Referenzimpulsgenerator 323 sind in Fig. 16 durch die Kurve C dargestellt. Die Referenzimpulse werden für jede ansteigende Flanke der Urschwingung A erzeugt und ihre Phasenlage entspricht dem Amplitudenmittelpunkt der Ablenkschwingung R Die Abtastungsendeimpulse D (F i g. 16) vom Abtastungsendeimpulsgenerator 324 steigen kurz vor dem Ende der Abtastung an und fallen mit dem Ende der Abtastung ab, sie werden aus den Referenzimpulsen durch Verzögerung um die Zeitspanne τ (siehe F i g. 16) erzeugt. Im Torimpuls- oder Torschwingungsgenerator 325 werden Rechtsignaltorimpulse Fund Linkssignaltorimpulse G aus der Urschwingung A und ihrer inversen Schwingung, und der Schwingung E und der inversen Schwingung durch Kombination erzeugt; die Frequenz der Schwingung Eist halb so groß wie die der Schwingung A. Die Ausgangssignale einer photoempfindlichen Vorrichtung 326 für die Rechtsablenkung des Abtastlichtbündels und einer photoempfindlichen Vorrichtung 327 für die Linksablenkung des Abtastlichtbündels werden in Signalverarbeitungs- und Verstärkerschaltungen 328 bzw. 329 in Signale der erforderlichen Spannung umgesetzt, z. B. Rechteckschwingungen H_R bzw. Hl, wie sie in Fig. 18 dargestellt sind. Die Ausgangssignale dieser Schaltungen werden einem Rechtssignal-Torverstärker 330 bzw. einem Linkssignal-Torverstärker 331 zugeführt. Ferner werden die Ausgangssignale der Signalverarbeitungs- und Verstärkerschaltungen 328 und 329 vereinigt und einem Spurverfolgungs-Diskriminator 332 zugeführt.

Wenn die optisch abgetastete Rille genau verfolgt wird, d. h., wenn die Mitte der optischen Ablenkung auf die gemittelte Mittellinie der abzutastenden Rille fällt, wird dies vom Diskriminator 332 festgestellt und der Diskriminator beeinflußt den Torimpulsgenerator 325 nicht. Da die vom Torimpulsgenerator 325 erzeugten Rechtssignal- und Linkssignal-Torimpulse den Rechtssignal-Torverstärker 330 bzw. den Linkssignla-Torverstärker 331 auftasten können, werden daher die Rechtssignale von der Verstärkerschaltung 328 und die Linkssignale von der Verstärkerschaltung 329 von den Torverstärkern 330 bzw. 331 durchgelassen. Diese Signale gelangen dann zu den Rücksetzklemmen von Flip-Flop-Schaltungen 333 bzw. 334. Den Flip-Flop-Schaltungen 333 und 334 werden ferner die Referenzimpulse vom Referenzimpulsgenerator 323 als Setzeingänge zugeführt. Da die Flip-Flop-Schaltungen 333 und 334 durch die Referenzimpulse gesetzt und durch die ansteigende Flanke des Rechtssignalimpulses bzw. Linkssignalimpulses zurückgesetzt werden, entstehen impulsmodulierte Rechtssignal- und Linkssignalschwingungen, deren Impulse bei der Abtastung der Mitte der Rille beginnen und am Rand der Rille enden, an einer Rechtssignalausgangsklemme 335 bzw. einer Linkssi-

gnalausgangsklemme 336. Diese Klemmen sind mit dem Rechtsyignaldecoder bzw. Linkssignaldecoder verbunden.

Bei anomalen Spurlaufverhältnissen wird der Torimpulsgenerator 325 vom Diskriminator 332 derart gesteuert, daß an den Signalausgangsklemmen 335 und 336 keine Ausgangssignale auftreten und dadurch das Entstehen eines störenden Geräusches vermieden wird.

Bei nicht ordnungsgemäßen Spurlauf liefert der Spurverfolgungs-Diskriminator 332 eine Spurlauf-Fehlerspannung an einen Servoverstärker 337. Der Servoverstärker ist so ausgebildet, daß er in diesem Falle die photoempfindliche Abtast- oder Abspieleinrichtung gemäß Fig.2 in Richtung auf die Mitte der Platte hin, d. h. nach links bewegt, so daß die Mitte der Lichtbündelabtastung in eine Signalaufzeichnungsrille eingezogen wird (Grob-Spurverfolgung).

Bei der exakten oder Fein-Spurverfolgung wird die Mitte der Lichtbündelablenkung auf die gemittelte Mitte einer Signalaufzeichnungsrille mittels eines Impulsbreiten/Spannungs-Wandlers eingesteiit Die Ausgangssignale an der Rechtssignalausgangsklemme 335 und Linkssignalausgangsklemme 336 enthalten eine der Nennbreite der Signalaufzeichnungsrille entsprechende Gleichspannungskomponente und eine dem aufgezeichneten Signal entsprechende Wechselspannungskomponente. Die Ausgangssignale werden durch Impulsbreiten/Spannungs-Umsetzer 340 und 341 (Integratoren od. dgl.) in Signale umgesetzt, deren Spannung proportional der Breite der Signalaufzeichnungsrille ist und anschließend werden die umgesetzten Signale durch Tiefpaßfilter 338,339, die die Signalkomponenten unterdrücken, geglättet. Die genaue Spurverfolgung kann dadurch bewirkt werden bzw. der photoelektrische Abspielmechanismus gemäß F i g. 2 kann dadurch auf die gemittelte Mitte der Signalaufzeichnungsrille eingestellt werden, daß man die geglätteten Signale dem Servoverstärker 337 derart zuführt, daß die Spannungen der beiden Signale miteinander verglichen werden. Das Spurlauf-Servo-Ausgangssignal, das an einer Ausgangsklemme 342 des Servoverstärkers 337 auftritt, wird einem Servomotor zugeführt, der dazu dient, den photoelektrischen Abspielmechanismus in Richtung des Durchmessers der Platte zu bewegen. Bei anomalen Spurlaufverhältnissen erhalten die Impulsbreiten/Spannungs-Umsetzer 340 und 341 wegen der Wirkung des Diskriminators 332 kein Eingangssignal und hören dadurch automatisch auf zu arbeiten.

F i g. 17 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Spurverfolgungsdiskriminators der Schaltung gemäß Fig. 15 im einzelnen. Ein bei der optischen Abtastung erzeugtes elektrisches Signal H wird einem Eingang eines Verknüpfungsgliedes 343, z. B. eines UND-Gliedes, zugeführt, während an einem zweiten Eingang die Referenzimpulse C liegen. Wenn also infolge eines Spurlauffehlers ein Signal von einem glatten Bereich der Platte während der Dauer des Referenzimpulses auftritt, liefert das Verknüpfungsglied 343 ein Koinzidenzausgangssignal. Das Koinzidenz- oder UN D-Ausgangssignal setzt eine Flip-Flop-Schaltung 344, an deren Q-Klemme dann ein hohes Ausgangssignal auftritt, und der Servoverstärker 337 wird dadurch angesteuert und bewirkt, daß der photoelektrische Abspielmechanismus in Richtung auf die Mitte der Platte (nach links) transportiert wird. Gleichzeitig wechselt das Ausgangssignal an der (^-Klemme der Flip-Flop-Schaltung von einer hohen auf eine niedrige Spannung, und der mit der Q-Klemme verbundene Torimpulsgenerator 325 hört

dann auf, Torimpulse zu liefern. Der Abtastungsende-Impuls D wird einer Rücksetzklemme R der Flip-Flop-Schaltung 344 zugeführt, und die Flip-Flop-Schaltung wird daher jeweils am Ende der optischen Abtastung der links und rechts aufgezeichneten Signale zurückgesetzt. Wenn jedoch der Setzeingang wie beschrieben wieder auftritt, laufen die beschriebenen Vorgänge erneut ab und dies geht so weiter, bis der Zustand eintritt, daß der aufzeichnungsfreie Teil der Platte nicht

ίο mehr mit dem Referenzimpuls zusammenfällt Beim Auftreten eines Spurlauffehlers wird also die Erzeugung eines abgespielten Signals und damit das Entstehen von Störgeräuschen verhindert und die Mitte der optischen Abtastung in die Rille der Platte gezogen.

Die Spurverfolgungseinrichtung, die die Abtastung mit dem Lichtbündel bezüglich der Mitte der Rille zentriert, soll nun näher erläutert werden. F i g. 18 zeigt schematisch den Zustand bei ordnungsgemäßen, genauem Spurlauf. Die einzelnen Kurven bedeuten:

B — Ablenkschwingung bzw. Weg des abtastenden Lichtpunktes über die Oberfläche 311 einer Platte;

C — Referenzimpuls; dieser tritt hier beim Abtasten der Mitte einer Rille der Platte auf;

Hr = aus der Abtastung resultierendes Ausgangssignal der rechten photoempfindlichen Vorrichtung;

Hl = aus der Abtastung der Plattenoberfläche resultierendes Ausgangssignal der linken photoempfindlichen Vorrichtung;

F = Rechtssignaltorimpuls;

G = Linkssignaltorimpuls;

/ = Rechtssignal aus Referenzimpuls C und Ausgangssignal Hr;

K = Linkssignal aus Referenzsignal C und Ausgangssignal Hc,

tR = Dauer des Rechtssignales J;

tL = Dauer des Linkssignales K;

Fig. 19 zeigt das Prinzip des Spurlaufmechanismus, der die Spur so hält, daß die Mitte der photoelektrischen Abspiel- oder Abtasteinrichtung, die in eine zu verfolgende Rille eingezogen wurde, nicht aus der Rille austreten und sich nicht innerhalb der Rille bewegen kann. Eine Bewegung der Abspieleinrichtung bezüglich der Rille mit einer Frequenz, die unterhalb des Hörbereiches liegt, ist jedoch unschädlich. Wenn, wie Fig. 19 zeigt, die durch eine gestrichelte Linie bezeichnete Mitte der Ablenkung des zum Abspielen dienenden Lichtbündels bezüglich einer abzutastenden Rille 312 nach links verschoben ist (Fig. 19 oben), entstehen an den Signalausgangsklemmen 335 und 336 (Fig. 15) andere Rechts- und Linksausgangssignale J' bzw. K'. In entsprechender Weise ändern sich die Ausgangssignale, wenn die Mitte der Abtastung bezüglich der abgetasteten Rille nach rechts verschoben ist, und es ergeben sich entsprechende Rechts- und Linksausgangssignale /"bzw. K", wie in Fig. 19 unten dargestellt ist. Durch Vergleich dieser Signale läßt sich Differenz- oder Fehlersignal für den Servoverstärker 337 (F i g. 15) erzeugen, der dann die Lichtbündelablenkung bezüglich der Mitte der abgetasteten Rille zentriert.
Bei dieser Regelung werden die elektrischen Aus-

fe5 gangssignale der rechten photoempfindlichen Vorrichtung 326 und der linken photoempfindlichen Vorrichtung 327 nach Verarbeitung in den Verstärkerschaltungen 328 oder 329 dem Rechtssignaltorverstärker 330

bzw. Linkssignaltorverstärker 331 zugeführt Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, daß die Erzeugung der elektrischen Signale durch die photoempfindlichen Vorrichtungen und die Verarbeitung der rechten und linken Torsignale in Abhängigkeit von der Zeit erfolgen und daß daher die rechte photoempfindliche Vorrichtung 326 der linken photoempfindlichen Vorrichtung 327 signalmäßig parallel geschaltet werden kann oder nur eine photoempfindliche Vorrichtung verwendet zu werden braucht In diesem Falle genügt eine Signalverarbeitungs- und Verstärkerschaltung 328 oder 329 und das elektrische Ausgangssigna! der Verstärkerschaltung wird dem Rechtssignaltorverstärker 330 sowie dem Linkssignaltorverstärker 331 zugeführt Dasselbe läßt sich natürlich auch bei der Ausführungsform gemäß F i g. 1 und 2 durchführen.

Fig.20 zeigt, den Aufbau einer Ausführungsform einer photoelektrischen Abnehmereinrichtung mit nur einer photoempfindlichen Vorrichtung. Das schmale Lichtbündel von der Lichtquelle 103 wiiJ durch die Ablenkvorrichtung 104, die eine schwingende spiegelnde Fläche enthält abgelenkt und durch eine Sammellinse 232 konvergent gemacht und auf die Oberfläche der Platte 110 fokussiert Der Ablenkvorrichtung 104 wird eine Ablenkspannung der gewünschten Frequenz und Kurvenform über die Klemmen 105 zugeführt Das abgelenkte dünne Lichtbündel, das durch die Sammellinse 232 konvergent gemacht wird und auf die Plattenoberfläche fällt, die Rillen 113, 115 und glatte, aufzeichnungsfreie Teile 112 und 114 enthält, wird senkrecht zur Längsrichtung der Rillen abgelenkt und fällt etwas schräg auf die Plattenoberfläche auf. Die photoempfindliche Vorrichtung 108 ist gegenüber der Sammellinse 232 angeordnet so daß sie das von der Plattenoberfläche reflektierte dünne Lichtbündel auf- J5 fängt und an Ausgangsklemmen 109 entsprechende Signale liefert

Bei dieser Anordnung können die abgespielten Signale und die Spurlaufsignale für die aufgezeichnete Rille gleichzeitig von den mittels der photoelektrischen Abtasteinrichtung erzeugten elektrischen Signale gewonnen werden.

Fig.21 zeigt ein Blockschaltbild einer Einrichtung, bei der die Signale automatisch abgespielt und dafür Signale von der oben beschriebenen photoelektrischen Abspieleinrichtung und die Referenzsignale für die optische Abtastung verwendet werden. Es sei angenommen, daß die photoelektrische Abtast- oder Abspieleinrichtung ruht und sich in ihrer Ausgangstage befindet. Bei Betätigung eines Startschalters 346 wird eine Vorspannung an den Setzeingang S einer Flip-Flop-Schaltung 347 gelegt so daß an deren (?-Klemme eine hohe Ausgangsspannung auftritt, die den Servoverstärker 337 in Betrieb setzt und einen monostabilen Multivibrator 348 auslöst. Das Ausgangssignal des Monovibrator 348 steigt momentan an und fällt nach einigen Sekunden wieder ab. Der Anstieg des Ausgangssignals des Monovibrators 348 setzt eine Flip-Flop-Schaltung 349 zurück, so daß an deren <?-Klemme eine hohe Spannung auftritt und eine t>o Torschaltung eines Kein-Signal-Detektors 345, der mit der Q- Klemme verbunden ist, geöffnet wird. Der Kein-Signal-Detektor 345 ist mit den Impulsbreiten/ Spannungs-Umsetzern 340 und 341 (Fig. 15) über die Tiefpaßfilter 338 und 339 gekoppelt. Wenn kein Signal M vorhanden ist d. h, wenn die photoempfindlichen Vorrichtungen der Abtast- oder Abspieleinrichtung kein Eingangssignal erhalten und keine normale Rillenabtastung stattfindet wird, wenn die Torschaltung des Detektors 345 aufgetastet wird, ein Signal einer bestimmten Spannung abgegeben. Der Detektor 345 liefert daher diese bestimmte Spannung an einer Linkslauf-Eingangsklemme L des Servoverstärkers 337 und die photoelektrische Abspieleinrichtung beginnt sich von ihrer Ruhelage aus zur Mitte der Platte und damit über deren Oberflächen zu bewegen. Durch das Drücken des Knopfes des Startschalters 346 kann also die photoelektrische Abspieleinrichtung zur Mitte der Platte hin, also bei dem dargestellten Beispiel nach links, bewegt werden. Solange sich die Abspieleinrichtung nicht über der Oberfläche einer Platte befindet tritt an der photoempfindlichen Vorrichtung praktisch kein Lichteingangssignal auf, da das abtastende dünne Lichtbündel sehr stark zerstreut wird und zur Adsorption diffus reflektierten Lichtes eine schwarze Maske verwendet wird.

Wenn die photoelektrische Abspieleinrichtung über der Platte anlangt wird der Spurverfolgungs-Diskriminator 332 (Fig. 15) betätigt und der Servoverstärker 337 erhält weiter ein Eingangssignal an seinem Linkslaufeingang L, bis die Rille der Platte erfaßt ist Wenn_die Einlaufrille das erste Mal erfaßt wird, tritt an der (^Klemme der Flip-Flop-Schaltung 344 des Spurverfolgungsdiskriminators ein hohes Ausgangssignal auf, wie unter Bezugnahme auf Fig. 17 erläutert wurde. Hierdurch wird die Torschaltung geöffnet so daß das abgespielte Signal durchgelassen wird, wenn die photoelektrische Abtasteinrichtung die Rille erfaßt Gleichzeitig bedeutet dies, daß sich die Mitte des Ablenkbereiches innerhalb der Rille befindet und von diesem Zeitpunkt an beginnt dann das Abspielen.

Wenn bei der vorliegenden Einrichtung links von der abgetasteten Rillenwindung, also auf der Seite der Plattenmittenrille der abgetasteten Rillenwindung keine weitere Rillenwindung festgestellt wird, nimmt dies der photoelektrische Umsetzer automatisch wahr und bringt die photoelektrische Abspieleinrichtung wieder in ihre Ausgangsstellung zurück. Die Rückstellung tritt jedoch nur dann ein, wenn das Fehlen einer folgenden Rillenwindung während einer gewissen Zeitspanne von vorzugsweise mehreren Sekunden wahrgenommen wird. Daher tritt eine Rückstellung nicht beim Abtasten einer Einlaufrille größerer Steigung oder des aufzeichnungsfreien Bereiches zwischen zwei Programmbän dem ein.

Die Rückstellung der Abspieleinrichtung verläuft wie folgt: Die Schaltungsanordnung gemäß Fig.21 enthält ein UND-Glied 350 mit drei Eingangsklemmen. Der ersten Eingangsklemme wird das Q-Signal der Flip-Flop-Schaltung 344 über eine Klemme 351 zugeführt Die zweite Eingangsklemme 352 erhält den Abtastungsendeimpuls D. Die dritte Eingangsklemme ist mit der (?-Ausgangsklemme der Flip-Flop-Schaltung 353 verbunden. Das Linkssignal H_L wird über eine Klemme 354 einer Inverterschaltung 355 zugeführt und das in der Polarität umgekehrte Linkssignal wird dem Setzeingang der Flip-Flop-Schaltung 353 zugeführt Einem Rückstelleingang CL der Flip-Flop-Schaltung 353 wird über eine Klemme 356 das Referenzimpulssignal Czugeführt, das ein hohes Ausgangssignal an der φ-Ausgangsklemme der Flip-Flop-Schaltung 353 entstehen läßt Wenn es eine benachbarte nächste Rille gibt gelangt das durch diese Rille erzeugte Signal zum Setzeingang 5 und das Q-Ausgangssignal wird dadurch zu Null. Wenn dagegen bei der Abtastung keine folgende Rillenwindung festgestellt wird, erhält der Setzeingang Skeinen Impuls

und das Ausgangssignal an der Q-Ausgangsklemme erhält daher seinen hohen Wert.

Wenn also am ersten Eingang des UND-Gliedes 350 ein Eingangssignal auftritt, d. h., daß eine normale Abtastung stattfindet, wenn weiterhin am zweiten Eingang ein Eingangssignal auftritt, d. h., die Abtastung beendet wird, und wenn schließlich am dritten Eingang ein Eingangssignal auftritt, d. h., wenn keine nächste Rille mehr ermittelt wird, Hefen das UND-Glied 350 ein Ausgangssignal gleicher Phase wie der Abtastungsendeimpuls D. Dieses Ausgangssignal wird dem Eingang eines Monovibrators 357 zugeführt, dessen Ausgangssignal mit seiner Rückflanke einen zweiten Monovibrator 358 anstößt Die Ausgangssignale des UND-Gliedes 350 und des Monovibrators 358 werden einem weiteren UND-Glied 353 rdgeführt. Die Zeitkonstante des Monovibrators 357 beträgt bei diesem Ausführungsbeispiel mehrere Sekunden. Diese Zeitspanne reicht aus, um eine Rückstellung während des Abtastens der Einlaufrille und der Leerrille zwischen zwei Programmbändern zu verhindern. Die Zeitkonstante des Monovibrators 358 ist so groß, daß mit Sicherheit mehr als ein Abtastungsendeimpuls D erfaßt wird.

Wenn sich die photoelektrische Abspieleinrichtung über der aufzeichnungsfreien, kreisförmigen Endrille befindet, in die die spiralförmige Rille ausläuft, wird nach einigen Sekunden festgestellt, daß es keine folgende Rille mehr gibt Das UND-Glied 359 liefert dementsprechend ein Ausgangssignal, das die Flip-Flop-Schaltung 349 setzt Die Flip-Flop-Schaltung 344 wird durch das einen hohen Wert nehmende <?-Ausgangssignal der Flip-Flop-Schaltung 349 zurückgesetzt und hört auf zu arbeiten. Das (?-Ausgangssignal der Flip-Flop-Schaltung 349 wird ferner der Rechtslaufeingangsklemme R des Servoverstärkers 337 zugeführt, so daß die photoelektrische Abspieleinrichtung wieder über den Außenrand der Platte in ihre Ausgangsstellung, die sie vor dem Beginn des Abspielens eingenommen hatte, zurückgeführt wird. Beim Erreichen der Ruhestellung betätigt die Abspieleinrichtung einen Grenzschalter 360, z. B. einen Mikroschalter, der dann der Flip-Flop-Schaitung 347 ein Rückstellsignal zuführt, so daß der Servoverstärker 327 aufhört zu arbeiten. Das ganze System befindet sich nun wieder in seinem Ausgangszustand und ist bereit für den nächsten Abspielvorgang.

Bei der Regeleinrichtung, die anhand von F i g. 12 beschrieben wurde, sind eine Lichtquelle 196 sowie optische Bauelemente 199 und 200 vorgesehen, die von dem schmalen Lichtbündel, den zugehörigen optischen Bauelementen und den photoempfindlichen Einrichtungen zur Gewinnung der aufgezeichneten Signale getrennt sind. Bei dieser Regeleinrichtung wird zur Aufrechterhaltung eines vorgegebenen Abstandes zwischen der photoelektrischen Abspieleinrichtung und der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers licht von einer Lichtquelle derart auf die Oberfläche des Aufzeichnungsträgers geworfen, daß reflektierte Anteile des auffallenden Lichtes durch mehrere photoempfindliche Vorrichtungen 201 bis 206 wahrgenommen und elektrische Ausgangssignale erzeugt werden können, die zur Abstandsregelung dienen und einem Antriebsmechanismus zugeführt werden, der die photoelektrische Abspieleinrichtung derart bewegt, daß der Abstand zwischen der photoelektrischen Einrichtung und der Aufzeichmmgsträgeroberfläche konstant gehalten und Nei der Aufzeichnungsträgeroberfläche kompensiert werden. Nachteilig an dieser Einrichtung ist, daß für die Regelung einerseits und das Abspielen der Signale andererseits eigene Lichtquellen und photoempfindliche Vorrichtungen benötigt werden und daß die Bestimmung des Abstandes nicht an der gleichen Stelle erfolgt wie das Abspielen der aufgezeichneten Signale.

Eine Ausführungsform der Erfindung, die diese Nachteile vermeidet, ist in den Fig.22 und 23 dargestellt. Bei ihr sind einfache und wirksame

ίο Maßnahmen zur Kompensation einer Verlagerung des Aufzeichnungsträgers getroffen. F i g. 22 ist eine Prinzipdarstellung, die zeigt, wie sich die Auftreff- oder Reflexionsstelle eines Lichtbündels verschiebt wenn eine Sammellinse längs ihrer optischen Achse verschoben wird, um den Brennpunktsabstand oder die Biluweite bei vertikaler Bewegung der Aufzeichnungsträgeroberfläche konstant zu halten. Bei der Anordnung gemäß F i g. 22 wird das von der Lichtquelle 103, wie einem Helium-Neon-Laser, erzeugte dünne Lichtbündel durch die Ablenkvorrichtung 104, z. B. einen elektrostriktiven Schwinger mit einer Spiegelfläche, einigermaßen regelmäßig und periodisch senkrecht zur Zeichenebene abgelenkt Das abgelenkte Lichtbündel wird durch die Sammellinse 232 noch weiter verschmälert und trifft in einem Abtastfleck 406 auf der eine Aufzeichnungsrille aufweisenden Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 101, z. B. einer Schallplatte, auf. Das reflektierte Lichtbündel 418, das entsprechend den Änderungen der Form der aufzeichnungsfreien Berei-

jo ehe und der die Aufzeichnung enthaltenden Rille moduliert ist, fällt auf die photoempfindliche Vorrichtung 108, an deren Klemmen 109 ein entsprechendes elektrisches Signal auftritt
Wenn die Plattenoberfläche, z. B. wegen einer Unebenheit oder Krümmung der Platte, um eine Strecke D\ gehoben wird und die mit 410 bezeichnete Stellung einnimmt wandert der Abtastfleck zu der mit 412 bezeichneten Stelle. Wenn die Abstandsänderung D₁ durch verschiedene photoempfindliche Elemente am oberen und unteren Ende der photoempfindlichen Vorrichtung 108 wahrgenommen wird und die Sammellinse 232 durch die in entsprechender Weise erzeugten Signale um eine Strecke L\ zwischen den Abtastflecken 406 und 412 bewegt und an die mit 411 bezeichnete Stelle gebracht wird, wird die Bildweite oder der Brennpunktsabstand zwischen der Sammellinse und der Plattenoberfläche konstant gehalten und es tritt keine Beeinträchtigung der Fähigkeit der Wiedergewinnung der aufgezeichneten Signale ein. Wenn in diesem Falle

so die Sammellinse 232 mit der photoempfindlichen Vorrichtung 108 durch eine Verbindungsplatte 409 verbunden ist verläuft das vom Abtastfleck 412 reflektierte dünne Lichtbündel längs des Weges 419 zu der Stelle 413, in die die photoempfindliche Vorrichtung

ss 108 bewegt worden ist Der Abtastfleck wandert von der Stelle 416 zur Stelle 412. Wenn sich die Platte in der Richtung des Pfeiles R dreht, wird die Frequenz des wiedergegebenen Signals komprimiert, d. h. erhöht, da sich der Abtastfleck um eine Strecke Pt zwischen einer senkrechten Achse Z, die durch den Abtastfleck 406 geht und einer senkrechten linie, die durch den Abtastfleck 412 geht bewegt; wenn sich also die Oberfläche der Platte bei deren Drehung nach oben und unten bewegt, tritt ein störendes Jaulen auf.

Wenn sich die Oberfläche der Platte 101 mn eine Strecke D₁ in die mit 414 bezeichnete Stellung bewegt, wandert der Abtastfleck von der Stelle 406 in die Stelle 416 und die Sammellinse 232 wird längs der optischen

Achse um eine Strecke Z-2 nach unten in die mit 415 bezeichnete Stellung geschoben. Das vom Abtastfleck 416 reflektierte Lichtbündel 420 gelangt an einer Stelle 417, in die die photoempfindliche Vorrichtung 108 gebracht worden ist, so daß das aufgezeichnete Signal ■> erfaßt werden kann. In diesem Falle ist die Strecke, um die sich der Abtastfleck auf der Plattenoberfläche bewegt, mit Pt bezeichnet und das aufgezeichnete Signal wird gedehnt, d. h. in seiner Frequenz herabgesetzt, so daß auch hier bei der Drehung der Platte periodische ι ο Verzerrungen des Ausgangssignals auftreten.

Wenn die obenerwähnten Verzerrungen vermieden werden sollen, müssen bei Verschiebungen der Sammellinse 232 um die Strecken L\ und Z.2 längs der optischen Achse, die Sammellinse und die Ablenkvorrichtung auch ι ^r> um die Strecke P\ bzw. Pi in Richtung parallel zur Plattenoberfläche bewegt werden, was in der Praxis zu einer ziemlich komplizierten Konstruktion führt.

F i g. 23 zeigt prinzipiell die Verhältnisse für den Fall, daß die Sammellinse längs einer zur Aufzeichnungsträ- >o ger- oder Plattenoberfläche senkrechten Linie bewegt wird, um Änderungen des Brennpunktsabstandes bei vertikalen Verlagerungen der Plattenoberfläche zu kompensieren. Das von der Lichtquelle 103 erzeugte dünne Lichtbündel wird wieder durch die Ablenkvorrichtung 104 senkrecht zur Zeichenebene abgelenkt. Bei der Soll-Lage der Platte wird das abgelenkte Lichtbündel durch die Sammellinse 232 auf den Abtastfleck 406 fokussiert. Die Einfallsrichtung der Strahlung ist etwas gegenüber der zur Abtastrichtung jo senkrechten Richtung geneigt. Das durch die aufzeichnungsfreien Bereiche und die Signalaufzeichnungsrillen stark bzw. schwach modulierte reflektierte Lichtbündel 418 fällt auf die photoempfindliche Vorrichtung 108. so daß an deren Klemme 109 ein elektrisches Ausgangssignal auftritt. Bei der Einrichtung gemäß F i g. 23 sind photoempfindliche Vorrichtungen 423 und 425 zur Unterscheidung oder Wahrnehmung der vertikalen Position an der oberen bzw. unteren Seite der photoempfindlichen Vorrichtung 108 für die aufgezeichneten Signale angeordnet und die photoempfindlichen Vorrichtungen 108, 423 und 425 sind mit der Sammellinse 232 nicht mechanisch verbunden, sondern zusammen mit der Ablenkvorrichtung 104 fest am Chassis der photoelektrischen Abspieleinrichtung angebracht

Angenommen, die Oberfläche der Platte 101 bewege sich um die Strecke D\ nach oben in die mit 410 bezeichnete Stellung, so wandert der Abtastfleck und das reflektierte Lichtbündel 418 fällt nicht mehr auf die in photoempfindliche Vorrichtung 108, sondern auf die photoempfindliche Vorrichtung 423, wie aus F i g. 22 ersichtlich ist. Aus der Differenz der Ausgangssignale der photoempfindlichen Vorrichtungen 423 und 425 kann nach Verstärkung und Glättung ein Signal zur Verstellung der Sammellinse 232 in Vertikalrichtung gewonnen werden. Die hierfür dienende Vorrichtung bewegt die Sammellinse 232 längs einer zur Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 101 senkrechten Achse CL nach oben, wenn das Lichtbündel auf die photoempfind- eo liehe Vorrichtung 423 fällt and nach unten, wenn das Lichtbünde] auf die photoempfindliche Vorrichtung 425 fällt.

Wenn also das Lichtbündel auf die photoempfindliche Vorrichtung 423 fällt, wird die Sammellinse 232 senkrecht nach oben in die mit 411 bezeichnete Stellung bewegt Die Strecke L\ sollte zu diesem Zeitpunkt gleich der Strecke D₁ sein. Das abgelenkte Lichtbündel trifft die sich an der Stelle 411 befindende Sammellinse unterhalb ihrer Mitte und wird durch die Sammellinse gebrochen und auf den Abtastfleck 412 auf der Oberfläche der sich in der Stellung 410 befindlichen Platte fokussiert. Der Abtastfleck 412 befindet sich auf der gleichen Senkrechten zur Plattenoberfläche wie der Abtastfleck 406 und der Konvergenzpunkt des Lichtbündels ist im wesentlichen der gleiche wie der Abtastpunkt. Das im Abtastfleck 412 modulierte und reflektierte Lichtbündel 419 schneidet den Weg des Lichtbündels 418, das im Abtastfleck 406 moduliert und reflektiert wird, und die photoempfindliche Oberfläche der photoempfindlichen Vorrichtung 106 für die Wiedergewinnung der aufgzeichneten Signale wird auf den Schnittpunkt eingestellt.

Wenn sich andererseits die Oberfläche der Platte 10! um die Strecke Ch in die mit 414 bezeichnete Stellung bewegt, wird die Sammellinse 232 durch das elektrische Ausgangssignal der photoempfindlichen Vorrichtung 425 in entsprechender Weise um die Strecke Z.2, die gleich Lh sein soll, nach unten in die Stellung 415 bewegt. Das dünne Lichtbündel trifft dann die sich an der Stelle 415 befindende Sammellinse im Abstand von der Linsenmitte und wird gebrochen. Das gebrochene Lichtbündel wird vom Abtastfleck 416 reflektiert und gelangt in die Nähe des Schnittpunktes der reflektierten Lichtbündel 418 und 419, wo sich die photoempfindliche Oberfläche der photoempfindlichen Vorrichtung 108 befindet. Auch in diesem Falle liegt der Abtastfleck 416 auf der durch den Abtastfleck 406 gehenden Senkrechten.

Wenn sich also die Oberfläche des Aufzeichnungsträgers nach oben und unten bewegt und die Sammellinse senkrecht zur Oberfläche des Aufzeichnungsträgers verstellt wird, kann das Lichtbündel bei Anordnung der photoempfindlichen Anordnung an der bestimmten Stelle ohne Bewegung des Abtastfleckes fokussiert werden. Da sich in diesem Falle jedoch der Abstand zwischen der Ablenkvorrichtung 104 und dem Abtastfleck 406 bzw. 412 und 416 ändert und damit auch die Abtastamplitude, tritt eine periodische Amplituden-Kompression bzw. Dehnung der abgespielten Signale auf. Wenn jedoch der Abstand zwischen der Ablenkvorrichtung 104 und der Sammellinse 232 groß genug im Vergleich zur vertikalen Lageänderung der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers ist sind diese Verzerrungen vernachlässigbar klein.

Bei der oben beschriebenen Einrichtung ist sowohl an der oberen als auch an der unteren Seite der photoempfmdlichen Vorrichtung zur Gewinnung des abgespielten Signals eine photoempfindliche Vorrichtung zur Wahrnehmung von vertikalen Lageänderungen der Aufzeichnungsträgeroberfläche vorgesehen, also eines auf der einen und eines auf der anderen Seite. Wenn als Soll-Lage der Platte die niedrigste (oder höchste) Lage, die möglich ist, gewählt wird, genügen eine einzige photoempfindliche Vorrichtung zur Erfassung der Aufwärtsbewegung (oder Abwärtsbewegung) der Plattenoberfläche und die photoempfindliche Vorrichtung zum Abspielen des Signals. Man kann auch andererseits zwei photoempfindliche Vorrichtungen, die nahe beieinander angeordnet sind, verwenden, das reflektierte Lichtbündel in die Mitte zwischen die beiden photoempfindlichen Vorrichtungen fallen lassen, das gesamte Ausgangssignal beider photoempfindlicher Vorrichtungen für die Signalwiedergabe verwenden und die vertikale Verschiebung der Sammellinse in Abhängigkeit von der Differenz der Ausgangssignale der

beiden photoempfindlichen Vorrichtungen steuern.

Die Spurverfolgungseinrichtung gemäß den Fig. 15 bis 20 hat sich in der Praxis sehr gut bewährt. Die Neigung der Oberfläche einer Schallplatte infolge ihrer Krümmung in der Richtung ihres Durchmessers bezüglich der senkrechten Mittelachse der Platte verursacht sehr kleine Winkeländerungen. Eine Kompensation dieser Neigung ist daher im allgemeinen nicht erforderlich. Im Falle daß solche sehr kleinen Winkeländerungen jedoch stören sollten, kann man sich ι ο entsprechender Kompensationsmaßnahmen bedienen wie denen, bei welchen photoempfindliche Vorrichtungen sowohl an der oberen als auch an der unteren Seite vorgesehen sind, um die Verlagerungen auf der senkrechten Achse wahrzunehmen, d.h., man kann an der rechten und an der linken Seite weitere photoempfindliche Vorrichtungen vorsehen, um die Verlagerung des reflektierten Lichtbündels infolge der Neigung der Platte wahrzunehmen und diese Neigung dann mit dem gleichen Mechanismus kompensieren wie er für die Kompensation von vertikalen Lageänderungen verwendet wird.

Bei der Erläuterung der F i g. 23 war die Kompensation der Brennweiten- oder Bildweiten-Änderung für den Fall beschrieben worden, daß sich die Platte nach oben und unten bewegt und dabei horizontal gehalten wird, d. h., daß der Umfangsteil der Platte bezüglich der Mitte gekrümmt ist. In der Praxis tritt außer der vertikalen Verlagerung auch eine wellenförmige Änderung der Lage des Umfangsteiles auf, und die Lage ändert sich allmählich mit einem kleinen Winkel bezüglich der Horizontalrichtung. Dieser Winkel liegt gewöhnlich innerhalb von ±0,5° bezüglich der Horizontalrichtung. Die vertikale Verlagerung liegt dabei gewöhnlich innerhalb von ±1,5 mm. Da bei einer solchen Platte mit verformter Peripherie die sich durch Neigungsschwankungen von ±5° C ergebende Verlagerung des Auftreffortes des reflektierten dünnen Lichtbündels auf der photoempfindlichen Vorrichtung nur etwa '/io der Verlagerung infolge einer vertikalen Verschiebung von ± 1,5 mm beträgt, ist die Verlagerung infolge der Neigungsänderung vernachlässigbar. Selbst diese kleine Verlagerung der Auftreffstelle des reflektierten Lichtbündels auf der photoempfindlichen Vorrichtung durch die Neigung des Aufzeichnungsträgers kann kompensiert werden, wenn man die Achse CL in F i g. 23, längs der die Sammellinse bewegt wird, etwas, z. B. etwa 0,5°, in Richtung der optischen Achse des dünnen Lichtbündels neigt, da dadurch sich zusätzlich etwas von den anhand von F i g. 22 erläuterten Wirkungen hinsichtlich der Verschiebung des Abtastfleckes ergibt.

Hierzu 15 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gerät zur Erzeugung von elektrischen Signalen aus Informationsaufzeichnungen, die auf einem Aufzeichnungsmedium als fortlaufende und ununterbrochene Spur aufgezeichnet sind und aufgrund von Breitenschwankungen der Spur optisch abgetastet werden können, mit einer optischen Abtasteinrichtung, die ein scharfes Lichtbündel auf die Spur richtet, wobei dessen Fokussierungsfleck im Vergleich zur minimal möglichen Spurbreite einen geringen Durchmesser besitzt, mit Einrichtungen, die den Fokussierungsfleck transversal zur Spurrichtung in eine oszillierende Bewegung versetzen, mit lichtelektrischen Wandlern, die das vom Auf zeichnungsmedium reflektierte Licht erfassen und dabei sowohl die von den Spurrandbereichen als auch die von dem übrigen Spurbereich reflektierte Intensität registrieren und durch Auswertung dieser unterschiedlichen Intensitäten mittels einer elektronisehen Schaltung eine Reproduktion des rechten und linken Randes der Informationsaufzeichnung und eine Erfassung der jeweiligen Spurmitte durchführen, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

a) der über eine Ablenkvorrichtung (104) oszillierend abgelenkte Abtaststrahl überstreicht zum Zweck einer sicheren Spurverfolgung mehrere unmittelbar aufeinanderfolgende Informationsspuren (F i g. 5, IVi - VV₄), wobei die Ablenkvorrichtung (104) Schwingungen konstanter Frequenz und konstanter Amplitude ausführt, welche aus einer aus einem Uroszillator (F i g. 15,320) mit anschließendem Formverstärker (Fig. 15, 321) abgeleiteten Signalspannung (F i g. 7 und F i g. 16, ^erzeugt werden;

b) aus der Grundschwingung (F i g. 16, £^und einer davon abgeleiteten Schwingung halber Frequenz (Fig. 16, A) werden ein Referenzimpuls (Fig. 16, C), weichet den Nulldurchgang der Signalspannung (B) markiert, und ein Abtastendimpuls (D), welcher das positive oder negative Maximum der Signalspannung markiert, abgeleitet;

c) in einem Torimpulsgenerator (325) werden aus den Schwingungen (A, E) des Uroszillators (320), überwacht von einem Spurverfolgungsdiskriminator (332), Impulse (Fig. 16, Fund G) gebildet, welche Tore (330, 331) zum Passieren der von den lichtelektrischen Wandlern erfaßten Intensitäten öffnen und dabei eine Trennung der rechtsseitigen (F i g. 5 und 6, 129, 130, 131, 132) und der linksseitigen (Fig.5 und 6, 133, 134, 135, 136, 137, 138, 139, 140) Impulsketten vornehmen, welche bei einer vollen Abtastschwingung (F i g. 7) erzeugt werden;

d) der Spurverfolgungsdiskriminator (332) sperrt dabei den Torimpulsgenerator (325) zur Unterdrückung von Störgeräuschen bei Auftreten bo einer zu starken Spurdezentrierung, welche dadurch registriert wird, daß die Referenzimpulse (C) zumindest partiell mit den ersten registrierten links- oder rechtsseitigen Impulsen koinzidieren; b5

e) Decodierschaltungen (z. B. S/R-Flip-Flop, F i g. 15,333,334) werden von jeweils einem der Tore (330,331) und dem Ausgang (Impuls Qdes Referenzimpulsgenerators (323) gesteuert, um daraus Signale (Fig. 18, J, K) zu bilden, deren Impulsbreiten ft«, ti) direkt proportional dem Abstand des jeweilig aktuellen rechts- bzw. linksseitigen Spurrandes von der Null-Linie des oszillierenden Fokussierungsfleckes (F i g. 5, ABC) sind und die zur Bildung einer rechts- oder linksseitigen Signalkurve verwendet werden können;

f) über beispielsweise Impulsbreiten/Spannungsumsetzer (340, 341) und nachgeschaltete Integratoren (Tiefpaßfilter 338,339) werden die den jeweiligen Kanälen entsprechenden Mittelwerte

< JU)At > bzw. < K(t)di>

(T= Abtastschwingungsdauer) gebildet, deren Differenz ein Maß für die Abweichung der Null-Linie des oszillierenden Lichtfleckes von d?r gemittelten Mitte der Informationsspur ist;
g) diese Differenz wird in einem Servoverstärker (337) zur Spurmitten-Korrektur der optischen Abtasteinheit benutzt, welche außerdem bei Auftreten eines Fehlers, welcher durch den Spurverfolgungsdiskriminator (332) festgestellt wird, eine zusätzliche Offset-Spannung zugeführt bekommt.

2. Gerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Ausgleichsmittel (186 bis 188, 190 bis 193), die mit den lichtelektrischen Wandlern (201 bis 206, 226, 227) eine Einheit bilden, um zwischen diesen und dem Träger (101) auch bei sich ändernder Oberflächenstellung des Trägers (101) die vorbestimmte Relativpositionsbeziehung zu erhalten.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsmittel eine Lichtquelle (103) zum Anstrahlen des Trägers (101), Photoempfänger (201 bis 206,. 226, 227), die vom Träger (101) reflektiertes Licht der Lichtquelle (103) auffangen, und Mittel zum Steuern der Stellung der photoelektrischen Wandler (201 bis 206, 226, 227) gegenüber der Oberfläche des Trägers (101) in Abhängigkeit von dem von den Photoempfängern aufgenommenen Licht aufweisen.

4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Photoempfänger, die jeweils aus drei nebeneinander geordneten lichtempfindlichen Elementen (201 bis 203, 204 bis 206) bestehen, symmetrisch zur Lichtquelle angeordnet sind, und daß die Kompensationsmittel (190 bis 193) den Lichtstrahl von der Lichtquelle auf das mittlere lichtempfindliche Element (202, 205) leitende Mittel aufweisen, wenn die photoelektrischen Wandler gegenüber dem Träger (101) richtig positioniert sind.

5. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionssteuermittel erste Mittel (186 bis 188) zum Verschieben der lichtempfindlichen Einrichtung entlang einer zur Trägeroberfläche senkrechten Linie und zweite Mittel (190 bis 193) zum Neigen der lichtempfindlichen Wandler enthalten.

6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Verschieben aus einer

beweglichen Spule (187) und einem Magneten (186) bestehen.

7. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Neigen ein in fester Verbindung zu den lichtempfindlichen Elementen (201 bis 206, 226, 227) stehendes Gleitstück (191), einen ein Kreisbogenstück (190), auf dem das Gleitstück (191) gleitet, aufweisenden Tragrahmen (189) und einen mit dem Gleitstück (191) verbundenen Tauchankermagneten (192,193), der gemäß dem ι ο von den lichtempfindlichen Elementen empfangenen licht gespeist wird, zur Bestimmung der Stellung des Gleitstückes (19t) aufweisen.